摘要：近几年，我国无论是经济还是科技都取得了突飞猛进的发展，城市规模日益扩大，而与其相适应的高层建筑和民用建筑的基础设施也如雨后春笋般发展起来。顶管法施工是一种现代化的管道敷设施工方法。顶管法施工作为暗挖施工方法的一种，经常用于城市市政管道的建设中。本文就市政给排水工程中的顶管施工技术特征和要点进行了探讨。
关键词：给排水工程；顶管技术；施工要点
一、引言
顶管施工技术是指在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道的施工技术。时至今日，顶管施工技术已有100多年的历史，在国外已广泛使用；我国从1953年开始引进并使用此项技术．也已逐渐普及，在减少道路交通影响、改善市容和市貌方面发挥了重要作用。随着经济的发展，城市居民的生活节节攀升，在改革开放的30多年中，我国的城市建设也在持续进行并不断更新中，而城市建设离不开给排水系统的完善，因此给排水管道改造也在不断的发展着。给排水管道的施工必然会给城市交通、市容市貌、环境等造成影响，因此出于对城市的保护，在地下给排水管道施工中主要应用顶管技术。
二、顶管施工技术优点
顶管敷设管道施工技术特别适用于大中型管径的非开挖埋设，具有经济、高效、保护环境的综合功能。采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。这种技术具有的优势包括：不用开挖地面，尤其是城市道路；不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物；不影响正常的城市交通秩序；不破坏地表植被和周边环境；施工过程不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低等。
保护地表植被和绿地环卫设施。顶管技术抛弃了传统的长距离、大面积的线状施工形式，而采用小面积的、点状的施工形式，因而运用这项技术在地表进行管道施工时的动土面积很小，它对地面植被和绿地设施的影响基本上可以忽略不计。
三、顶管技术在给排水工程中的应用
1、顶管技术的适用范围
在城市中心地区，或商业繁华街道，以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般是采用管径80 ~ 600mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。
在敷设城市污水管道直径大于600mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。
2、顶管技术在市政管网中的应用
顶管施工技术在市政管网中的应用范围非常广泛，主要用于旧城改造过程中的管网施工。经过长时间形成了各种管网复杂交错，部分管线的地下位置难以明确，再加上找不到原始资料等客观原因，从而导致开挖管道将面临非常多的困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着管网的建设，相应的配套设施，例如电讯、自来水、煤气、广告箱、路牌等都需要反复拆建，这在无形中增加了施工的难度，也给城市的基础设施造成了一定的损坏。而且在铺设管网的过程中，如果遇到文物古迹、铁路或水道的阻碍，需要转入地下过渡，受限于施工现场的条件与环境，不能采用明沟开挖来埋管施工，这种情况下最好的选择就是运用顶管法施工。
3、顶管施工技术中顶进管的选择。
（1）顶进管直径的选择。要根据施工需要和工程性质来确定顶进管的直径，根据顶进管所承受的压力来确定顶进管的厚度和配筋及外径。由于管道敷设施工时，需要挖土工人的密切配合，因此一般情况下需要选择直径为 500mm 以上的顶进管。
（2）顶管长度的选择。在顶管施工的顶进过程中，容易将钢管挤入周围的土层中，导致顶进线路弯曲，无法确保顶管顶进的控制性。因此，为确保管道敷设工程质量，科学、合理选择顶进管道的长度是重要基础。一般情况下，可以根据管口直径来制定顶管长度，具体为：顶进管道长度和顶管直径的比值等于或超过2.1时，选择长管；顶进管道长度和顶管直径的比值等于1.15时，选择标准长度的顶进管；顶进管道长度和顶管直径的比值小于或等于1.1时，选择短管。
四、顶管技术施工技术要点及注意事项
1、减阻泥浆
向管道外壁，运用触变泥浆将减阻泥浆挤入，使其在管道的外围形成一个泥浆套，这样能够减小管节外壁与土层之间的摩擦力和阻力，这样使得在顶进时能够更加省力而且简便。影响减阻效果的直接因素就是泥浆套形成的质量，利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4 ～5 倍。通过以上压浆措施，达到预期效果。
2、按设计路线顶进
施工过程中，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1 节混凝土管节测量1 次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时纠偏，另外一个需要注意的是，为了保证控制点的准确性要反复对其进行测量。通过对相邻管道间错口偏差的及时纠正，可以避免施工后出现问题，造成返工。
3、洞口止水
除了保证顶进线路的准确性，还应该做好洞口的止水工作。做到工作井预留洞口比管节的外径略大才能保证管子从工作井内顺利出洞。而且，在顶进的过程中，需要有效封闭此间隙。顶管施工洞口止水的方法是，在制作沉井时，首先预埋一个厚度为10mm的钢法兰在洞口，并焊接螺栓，然后将16mm的厚橡胶法兰安装，并使用10mm后的钢压板将其压紧。在顶管施工过程中，在工作井内如未发现有地下水或泥沙的流入，就可以回收胶法兰及压板，这种方法可以取得很好的效果。
4、顶管施工中的进出洞作业
顶管施工中非常重要的工序之一是管子的进出洞作业，穿墙后掘进机的方向非常重要，它决定着后期施工中管道方向控制的准确性，而且会影响井内管节的拼装工作。顶管出洞发生在顶管设备进入土层之后，是顶管施工过程中的重要工序。由于在顶管顶进过程中，容易出现管线偏移等情况，因此需要在工具管下设置一个支撑。要随时留意工具用管的调零，及时纠正工具管的下跌或偏移。
5、遇障碍物后的顶进处理
施工能否顺利进行的另外一个关键因素是如何解决顶进过程中遇到的障碍物，例如遇到大量的埋木、石块以及老河道等，这些都需要通过对现场的研究才能给出合理的解决方案。市政工程中，尤其是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程最为复杂。在这些工程中，采用顶管技术是完全可行的，与开槽埋管相比，无论是经济效益还是社会效益都有很明显的优势，可以从根本上改变城市管网杂、乱的现状。另外，从保护环境的层面来说，更多的运用顶管技术进行市政工程施工也是大势所趋，由此可以看出，顶管施工工艺将成为未来管线铺设的主要技术。
五、结语
顶管技术涉及到了力学的方方面面，例如材料力学、岩土力学等，是一个复杂的力学过程。在施工的过程中最重要的是控制好推进顶管的力度，即管道在顶管过程中受到的阻力，主要包括管壁的摩擦阻力，工具头正面泥水压力等，而准确估计顶管的推力需要对顶管计算进行复核，这样才能防止泥砂涌入。顶管工程在实际生活中的应用越来越多，尤其是在给排水工程的建设中。这是一项具有很大潜力的技术，能够在给排水工程中发挥巨大的作用。与此同时，我相信只要再进行发掘，就能够使得顶管技术为更多的领域服务，从而形成一个节约成本降低污染的社会。
参考文献：
[1]焦丽娟.顶管技术在市政给排水管道施工中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，（08）：228.
[2]詹仕发. 顶管技术在市政给排水管道施工中的应用探讨[J]. 福建建材，2014（01）：35-36.
论文作者:王海燕
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/22
标签：顶管论文; 管道论文; 技术论文; 给排水论文; 过程中论文; 泥浆论文; 施工技术论文; 《防护工程》2018年第22期论文;